專利名稱：具有雙半色調(diào)的激光打印裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印裝置，更具體地，涉及具有雙半色調(diào)的激光打印裝置。
背景技術(shù)：
彩色和灰度值數(shù)字圖像都是由圖片元素(像素)組成的，其中每個像素由定義顏色或灰度級(gray level)的多個二進制位表示。為了在二值(bi-level)打印機上呈現(xiàn)這樣的圖像，各個彩色或灰度級像素通常通過使用數(shù)字半色調(diào)(halftoning)處理被轉(zhuǎn)換為二進制級像素。
數(shù)字半色調(diào)是這樣一種處理其使用較低位深度的圖像元素的仔細排列，將連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性歼B續(xù)色調(diào)圖像的幻象(illusion)的通常是二進制的較低位深度的圖像。該處理也被稱為空間抖動(spatialdithering)。在彩色圖像的情形中，彩色的連續(xù)色調(diào)圖像通常首先被分離為顏色通道。然后對每個顏色通道形成分離的半色調(diào)。
通常，對于激光打印機而言，使用較低的每英寸行數(shù)(lpi)(諸如100～150lpi)的有序集群點半色調(diào)(ordered cluster dot halftone)對于照片、具有恒定灰度比例(gray scale)的區(qū)域或者漸變圖案(gradientpattern)是最佳的。使用較低lpi的半色調(diào)減少了諸如條帶之類的打印偽像，但是可能導(dǎo)致在文本和線條作品中出現(xiàn)的銳利邊緣變成鋸齒狀。使用較高lpi(諸如200～300lpi)的半色調(diào)對于文本和線條作品而言是最佳的，但是對于照片、具有恒定灰度比例的區(qū)域或漸變圖案來說并不好。當lpi增加時，諸如條帶之類的打印偽像變得更顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種打印系統(tǒng)，該打印系統(tǒng)包括存儲器和處理器。存儲器被配置為存儲代表圖像的圖像數(shù)據(jù)。處理器被配置為對圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字半色調(diào)處理，并對圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理。


圖1A是圖示了打印系統(tǒng)的主要部件的一個實施例的框圖。
圖1B是圖示了打印系統(tǒng)的主要部件的另一實施例的框圖。
圖2是圖示了50％灰度比例的放大字母“H”的一個實施例的圖像。
圖3是圖示了在對圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理之后的放大字母“H”的一個實施例的圖像。
圖4是圖示了在對圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理之后的放大字母“H”的一個實施例的圖像。
圖5是圖示了用于對圖像應(yīng)用雙數(shù)字半色調(diào)處理的方法的流程圖。
具體實施例方式
在下面對優(yōu)選實施例的詳細描述中，參考了附圖，附圖形成了本說明書的一部分，并且其中以舉例說明的方式示出了可以實施本發(fā)明的具體實施例。應(yīng)該理解，可以利用其他實施例，并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，下面的詳細描述不應(yīng)被理解為限制性的含義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求定義。
圖1A是圖示了打印系統(tǒng)100A的主要部件的一個實施例的框圖。打印系統(tǒng)100A包括主機或計算機102和打印機120。在一個實施例中，打印機120是激光打印機或激光打印裝置。
計算機102包括處理器104、存儲器108和輸入/輸出(I/O)接口116，它們經(jīng)由總線106被可通信地耦合在一起。驅(qū)動程序110、要被打印的數(shù)據(jù)112和圖像數(shù)據(jù)114被存儲在存儲器108中。在一個實施例中，驅(qū)動程序110由處理器104執(zhí)行，以將要被打印的數(shù)據(jù)112描繪(render)成圖像數(shù)據(jù)114，包括執(zhí)行下面將參考圖2～圖5進一步描述的雙半色調(diào)處理。要被打印的數(shù)據(jù)112可以是任何類型的可打印數(shù)據(jù)，諸如圖像文件、字處理文件等。在一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)114包括行和列，并且在每一行與每一列的交叉點處定義一個像素。在本發(fā)明的一種形式中，圖像數(shù)據(jù)114包括多個像素，每個像素由多位值代表(即，每個像素由N位值代表，其中N大于1)。在一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)114中每個像素由2位值(例如，黑、白和兩個灰度級)代表。在另一實施例中，每個像素由1位值(例如，黑和白)代表。
打印機120包括處理器122、I/O接口126、存儲器128和激光打印引擎130，它們經(jīng)由總線124可通信地耦合在一起。打印機120的I/O接口126通過通信鏈路118電耦合到計算機102的I/O接口116。在一個實施例中，I/O接口116和126是串行接口，諸如通用串行總線(USB)接口，并且通信鏈路118是USB電纜。在另一實施例中，I/O接口116和126是網(wǎng)絡(luò)接口，并且通信鏈路118是網(wǎng)絡(luò)，諸如局域網(wǎng)。在其他實施例中，可以使用其他類型的接口和通信鏈路，包括那些用于無線通信的接口和通信鏈路。
在將數(shù)據(jù)112描繪成圖像數(shù)據(jù)114之后，計算機102經(jīng)由通信鏈路118將圖像數(shù)據(jù)114輸出到打印機120。接收到的圖像數(shù)據(jù)114被存儲在打印機120的存儲器128中，激光打印引擎130從該存儲器中獲取并處理這些數(shù)據(jù)，并且將它們打印到介質(zhì)。在一個實施例中，計算機102將圖像數(shù)據(jù)114壓縮，以通過通信鏈路118傳輸?shù)酱蛴C120。然后打印機120利用固件或?qū)Ｓ糜布D像數(shù)據(jù)114解壓縮。
圖1B是圖示了打印系統(tǒng)100B的主要部件的另一實施例的框圖。打印系統(tǒng)100B包括與打印系統(tǒng)100A相似的硬件。但是在打印系統(tǒng)100B中，圖像數(shù)據(jù)114由打印機120描繪，而不是由計算機102描繪。在一個實施例中，驅(qū)動程序140將要被打印的數(shù)據(jù)112轉(zhuǎn)換為描述文件142。在本發(fā)明的一種形式中，驅(qū)動程序是打印機命令語言(PCL)驅(qū)動程序，其將數(shù)據(jù)112轉(zhuǎn)換為包括數(shù)據(jù)和高級命令(例如，將Helvetica 12磅字母“Q”放置在頁面上x，y位置)的描述文件142。計算機102經(jīng)由通信鏈路118將描述文件142傳送到打印機120，并且打印機120將文件142存儲在存儲器128中。
處理器122然后將描述文件142描繪成圖像數(shù)據(jù)114，包括執(zhí)行下面將參考圖2～圖5進一步詳細描述的雙半色調(diào)處理。在一個實施例中，打印機120包括用于將描述文件142描繪成圖像數(shù)據(jù)114的PCL固件。圖像數(shù)據(jù)114被存儲在打印機120的存儲器128中，激光打印引擎130從該存儲器中獲取并處理這些數(shù)據(jù)，并將其打印到介質(zhì)。
圖2是圖示了50％灰度比例的放大字母“H”112a的一個實施例的圖像。放大的字母“H”112a是要被打印的數(shù)據(jù)112的一部分。放大的字母“H”112a被處理器104或處理器122描繪成圖像數(shù)據(jù)114。
圖3是圖示了對圖像應(yīng)用了數(shù)字半色調(diào)處理以生成半色調(diào)圖像114a之后放大的字母“H”的一個實施例的圖像。半色調(diào)圖像114a中每個方塊代表一個像素，例如，如150處所示。在該實施例中，半色調(diào)圖像114a包括每像素2位的數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致了四種可能的像素值。四種可能的像素值包括例如152處所示的0(白)、例如156處所示的1(淺灰)、例如158處所示的2(深灰)以及例如154處所示的3(黑)。這四種像素值指示每個像素中所施加的色粉量，從不向像素施加色粉的白，到向整個像素施加色粉的黑。當字母“H”以其真實大小打印時，每像素2位的半色調(diào)圖像114a近似了50％灰度比例的字母“H”112a。
然而，半色調(diào)處理導(dǎo)致如160處所示的鋸齒狀邊緣。當半色調(diào)圖像114a被打印時，鋸齒狀邊緣使得圖像看起來不那么銳利。鋸齒狀的邊緣是由于像素邊緣具有黑和白值以及白(或黑)像素之間的間隔。較低lpi的圖案具有較大的間隔，這導(dǎo)致了相鄰白像素和黑像素的較大間距。較低lpi的圖案還具有較低的頻率成分，相對于較高的頻率成分(諸如較高lpi的圖案)，人類視覺系統(tǒng)更容易看到較低頻率成分。
圖4是圖示了在對圖像應(yīng)用了雙數(shù)字半色調(diào)處理以生成雙半色調(diào)圖像114b之后，放大的字母“H”的一個實施例的圖像。在該實施例中，例如170處所示，雙半色調(diào)圖像114b的邊緣沒有0(白)像素值。在雙半色調(diào)圖像114b的邊緣上沒有0(白)像素值導(dǎo)致了銳利的邊緣，并且防止了半色調(diào)圖像114a中所示的鋸齒狀邊緣。
通過向雙半色調(diào)圖像114b的邊緣應(yīng)用不同的半色調(diào)，校正了鋸齒狀邊緣，如下面將參考圖5對此進一步詳細描述的。雙半色調(diào)圖像114b的內(nèi)部與其中應(yīng)用了單半色調(diào)的半色調(diào)圖像114a相似。在該實施例中，利用每英寸120行(lpi)的45°黑屏(black screen)來對半色調(diào)圖像114a和雙半色調(diào)圖像114b的內(nèi)部進行半色調(diào)處理。利用每個邊緣部分兩種可能的像素值，對雙半色調(diào)圖像114a的邊緣進行半色調(diào)處理，以近似每個邊緣部分的邊緣值。
在一個實施例中，半色調(diào)算法使得邊緣輸入略微變暗，然后半隨機地輸出與輸入百分比最接近的兩個輸出等級。例如，如果對于每像素2位的輸出0＝激光器的0/3脈沖、1＝激光器的1/3脈沖、2＝激光器的2/3脈沖、且3＝激光器的3/3脈沖(或全脈沖)，則對于每像素8位的輸入，128的邊緣值可以被偏置到153。這是255的全脈沖值的大約60％。因此，半色調(diào)算法試圖覆蓋邊緣的平均大約60％。這種覆蓋是這樣得到的使輸出等級在1和2(1/3和2/3)之間半隨機地改變，同時又偏向2，以更接近60％，而不是50％(如果半色調(diào)算法均勻地在1和2之間變化，則會得到50％的覆蓋)。
通過使用灰度比例來防止在黑和白之間改變，降低了調(diào)制的幅度。通過半隨機地改變輸出等級，圖案具有顯著的高頻率成分。灰度比例和輸出等級的半隨機改變的組合導(dǎo)致了人類視覺系統(tǒng)觀察時的銳利邊緣。
圖5是圖示了用于將數(shù)據(jù)112描繪成具有雙半色調(diào)的圖像數(shù)據(jù)114的方法200的一個實施例的流程圖。方法200由處理器104或處理器122執(zhí)行。在步驟202，開始圖像處理。在步驟204，圖像數(shù)據(jù)114的行(Row)被設(shè)置為1，并且圖像數(shù)據(jù)114的列(Col)被設(shè)置為1。在步驟206，圍繞所選擇的像素生成數(shù)據(jù)窗口。在步驟208，處理器確定所選擇的像素是否是邊緣像素。如果所選擇的像素不是邊緣像素，則在步驟216，輸出是基于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))的。如果所選擇的像素是邊緣像素，則在步驟210，處理器確定與邊緣外的相鄰像素的強度(intensity)差是否大于25％或其他合適值。如果與邊緣外的相鄰像素的強度差大于25％或其他合適值，則在步驟212，調(diào)整邊緣像素的強度。如果與邊緣外的相鄰像素的強度差小于25％或其他合適值，則在步驟216，輸出是基于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))的。
在步驟214，邊緣像素的輸出是基于半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))的。在步驟218，Col增加1。在步驟220，處理器確定是否已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一列。如果還沒有處理圖像數(shù)據(jù)114的最后一列，則控制返回到框206，開始處理圖像數(shù)據(jù)114的下一列。如果已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一列，則在步驟222，Col被設(shè)置為1，并且Row增加1。在步驟224，處理器確定是否已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一行。如果已經(jīng)處理了圖像數(shù)據(jù)114的最后一行，則在步驟226，結(jié)束圖像數(shù)據(jù)114的處理。如果還沒有處理圖像數(shù)據(jù)114的最后一行，則控制返回到框206，開始處理圖像數(shù)據(jù)114的下一行。
在一個實施例中，半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))是能夠創(chuàng)建打印時比鋸齒狀邊緣看起來更銳利的邊緣的任何合適的半色調(diào)。在一個實施例中，半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))是能夠描繪平滑的強度坡度并基本上消除條帶的任何合適半色調(diào)方法。在一個實施例中，半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))使用的lpi高于圖像中非邊緣部分中所使用的半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))所使用的lpi。例如，在一個實施例中，半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))是100～150lpi范圍中的半色調(diào)，而半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))是在200～300lpi(諸如212lpi)范圍中的半色調(diào)。在其他實施例中，可以使用其他的半色調(diào)用于半色調(diào)方法1(常規(guī)半色調(diào))和半色調(diào)方法2(替代半色調(diào))。
雖然這里圖示并描述了具體實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，多種替代或等同實現(xiàn)方式可以代替所圖示或描述的具體實施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請意在覆蓋這里所討論的具體實施例的任何修改或改變。因此，本發(fā)明應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種打印系統(tǒng)，包括存儲器，被配置為存儲代表圖像的圖像數(shù)據(jù)；和處理器，被配置為對所述圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字圖像半色調(diào)處理，并對所述圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一部分是所述圖像的邊緣，所述第二部分不是所述圖像的邊緣。
3.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過比較圖像中相鄰像素的強度值來定位所述第一部分。
4.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理包括比所述第二數(shù)字半色調(diào)處理高的每英寸行數(shù)的半色調(diào)。
5.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理包括大約每英寸200行至大約每英寸300行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
6.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第二數(shù)字半色調(diào)處理包括大約每英寸100行至大約每英寸150行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
7.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)字半色調(diào)處理通過半隨機地在兩個像素值之間改變來近似邊緣像素值。
8.如權(quán)利要求2所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一部分至少為一個像素寬。
9.一種打印系統(tǒng)，包括存儲器，被配置為存儲圖像數(shù)據(jù)；和處理器，被配置為定位所述圖像數(shù)據(jù)中的圖像邊緣，并且將第一半色調(diào)應(yīng)用于位于圖像邊緣的圖像數(shù)據(jù)，將第二半色調(diào)應(yīng)用于不位于圖像邊緣的圖像數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過比較所述圖像數(shù)據(jù)中相鄰像素的強度值來定位圖像邊緣。
11.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，還包括激光打印引擎，用于打印所述圖像數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求9所述的打印系統(tǒng)，其中，所述第一半色調(diào)包括比第二半色調(diào)高的每英寸行數(shù)。
13.一種用于打印圖像的方法，所述方法包括接收圖像數(shù)據(jù)；在所述圖像數(shù)據(jù)中定位包括邊緣的第一圖像部分和不包括邊緣的第二圖像部分；向所述第一圖像部分應(yīng)用第一半色調(diào)；向所述第二故鄉(xiāng)部分應(yīng)用第二半色調(diào)；以及打印具有所應(yīng)用的第一半色調(diào)和所應(yīng)用的第二半色調(diào)的所述圖像數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，定位第一圖像部分包括比較所述圖像數(shù)據(jù)中相鄰像素的強度值。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括應(yīng)用具有比所述第二半色調(diào)高的每英寸行數(shù)的半色調(diào)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括通過半隨機地在兩個像素值之間改變來應(yīng)用近似邊緣像素值的半色調(diào)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第二半色調(diào)包括應(yīng)用大約每英寸100行至大約每英寸150行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用所述第一半色調(diào)包括應(yīng)用大約每英寸200行至大約每英寸300行范圍內(nèi)的半色調(diào)。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，接收圖像數(shù)據(jù)包括接收含有文本的圖像數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，接收圖像數(shù)據(jù)包括接收含有圖形的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙半色調(diào)的激光打印裝置。打印系統(tǒng)包括被配置為存儲代表圖像的圖像數(shù)據(jù)的存儲器。該打印系統(tǒng)包括被配置為對圖像的第一部分執(zhí)行第一數(shù)字半色調(diào)處理并對圖像的第二部分執(zhí)行第二數(shù)字半色調(diào)處理的處理器。
文檔編號H04N1/405GK1767585SQ20051009389
公開日2006年5月3日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者道格拉斯·格恩·凱瑟蕾, 杰伊·R·夏恩 申請人:安捷倫科技有限公司